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(中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司，山東 青島 266000)

0 前 言

隨著我國(guó)國(guó)力的日益強(qiáng)盛，基建施工呈井噴式發(fā)展，高鐵建設(shè)也迅猛無(wú)比，多條線路或立體交叉、或小凈距并行，如何在新建道路施工時(shí)保證既有線運(yùn)營(yíng)安全的問(wèn)題，已經(jīng)得到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。由中鐵十七局集團(tuán)施工的新建成昆鐵路任山隧道先后下穿既有成昆鐵路正線及牽出線，施工過(guò)程中既要保證隧道施工安全質(zhì)量及進(jìn)度，又要保證既有線運(yùn)營(yíng)安全不受影響，風(fēng)險(xiǎn)極高。經(jīng)多方論證必選，最終采用銑挖法施工，不僅達(dá)到了既定目標(biāo)，而且為今后同類型施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

1 工程設(shè)計(jì)概況

任山隧道地處四川省樂(lè)山市沙灣市區(qū)位于新建成昆鐵路峨眉-沙灣區(qū)間，進(jìn)口里程DK174+425，出口里程DK175+385，全長(zhǎng)960 m，單洞雙線，進(jìn)口接王四坪雙線中橋，出口接沙灣站1號(hào)雙線特大橋，線路縱坡為5‰/1400 m的單面下坡，最大埋深約175 m。本隧于DK175+279附近下穿既有成昆鐵路正線(K177+635)，拱頂至既有成昆線軌面高度約4.8 m，同時(shí)于DK175+314附近下穿既有鐵路牽出線，拱頂至既有成昆線軌面高度約5 m(見圖1)。

圖1 新建任山隧道與既有峨攀線位置關(guān)系示意圖

為保證既有線安全，隧道施工期間實(shí)行交通管制并設(shè)置扣軌，洞內(nèi)DK175+305～DK175+330段采用I20b型鋼鋼架、Φ159大管棚及大小外插角小導(dǎo)管及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)。同時(shí)DK175+230～+385段采用非爆破開挖，施工前于既有成昆鐵路線路地表埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每段埋設(shè)2列，共10個(gè)地表測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)沿牽出線平行布置，均勻分布于隧道中線兩側(cè)。施工期間對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)變形，對(duì)既有線采用自動(dòng)化實(shí)時(shí)變形監(jiān)控系統(tǒng)，以保安全。若發(fā)現(xiàn)路面出現(xiàn)較大變形，立即加強(qiáng)支護(hù)，提高監(jiān)測(cè)頻率并及時(shí)通知相關(guān)單位，以便處理。

2 地質(zhì)水文

3 方案選擇

方案選擇：①由于臨近既有線，對(duì)于安全要求嚴(yán)格，無(wú)法采用傳統(tǒng)鉆爆法施工；②盾構(gòu)法施工成本大，不經(jīng)濟(jì)；需要準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，工期受制；③銑挖機(jī)適合中低硬度巖層，可以直接用于隧道掘進(jìn)，開挖過(guò)程中對(duì)地層的擾動(dòng)小，安全性高，特別適合不應(yīng)爆破的地段；其操作簡(jiǎn)單，可控性高，開挖輪廓線清晰準(zhǔn)確；可輕松解決隧道內(nèi)欠挖修整、內(nèi)表面鑿槽及開挖邊溝等問(wèn)題。

4 施工方法及技術(shù)措施

4.1 銑挖法施工工藝簡(jiǎn)介

在小松液壓挖掘機(jī)上，利用液壓破碎錘或液壓鉗的液壓回路安裝ER1500銑挖機(jī)，利用銑挖機(jī)的銑挖頭高速旋轉(zhuǎn)切削巖石，人工配合修整開挖輪廓線達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可以有效地減少開挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)，控制超欠挖，提高開挖質(zhì)量和安全度，降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

上臺(tái)階首先采用銑挖機(jī)進(jìn)行環(huán)形開挖，考慮到作業(yè)空間要求，開挖寬度1.2～1.8 m；施工拱部初期支護(hù)，然后以破碎錘清除核心土；中、下臺(tái)階采用銑挖機(jī)開中槽挖馬口，再采用破碎錘清除核心土的方法施工。施工步驟見圖2。

圖2 三臺(tái)階預(yù)留核心土法開挖施工步驟圖

4.2 工藝流程及工藝要求

4.2.1 施工流程圖

在使用銑挖機(jī)開挖后，挖掘機(jī)退出掌子面，?？吭谒淼赖膫?cè)壁，然后用裝載機(jī)開始出碴，出碴結(jié)束后馬上進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)安裝、噴混凝土工作，然后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，施工流程見圖3。

圖3 施工工藝流程圖

4.2.2 施工工藝特點(diǎn)

施工工藝特點(diǎn)：①非爆銑挖避免爆破振動(dòng)，充分保護(hù)發(fā)揮圍巖自承能力，圍巖擾動(dòng)小、變形小，避免了對(duì)既有線路基本體的擾動(dòng)，確保既有鐵路運(yùn)營(yíng)安全；②銑挖刀具耐磨耐用，可以大面積長(zhǎng)距離挖掘中硬及中硬以下的巖石；③隧道開挖斷面可變，可以挖掘任意形狀和尺寸的斷面，靈活方便；④隧道開挖成型好，輪廓控制精確，避免超欠挖，有效節(jié)約成本；⑤采用履帶式挖掘機(jī)走行和提供動(dòng)力，使用簡(jiǎn)單方便，適應(yīng)能力強(qiáng)；⑥取代人工在軟巖地層中掘進(jìn),施工風(fēng)險(xiǎn)低，安全性高；⑦采用高壓噴霧有效降低開挖粉塵，配合壓入式通風(fēng)，作業(yè)環(huán)境良好；⑧能滿足振動(dòng)控制要求高及各種不適宜采用鉆爆開挖地段隧道掘進(jìn)施工要求；⑨工藝流程清晰、可操作性強(qiáng)、精度高、效益好、安全風(fēng)險(xiǎn)低，能保證工程項(xiàng)目的管理目標(biāo)。

4.3 隧道下穿既有成昆線施工期間安全保證措施

1)搜集既有鐵路相關(guān)工程竣工資料、檢測(cè)資料及歷次病害整治資料，對(duì)既有工程進(jìn)行調(diào)查，并詳細(xì)記錄(包括攝像、拍照)，設(shè)置觀測(cè)標(biāo)識(shí)標(biāo)記等，做好施工前既有工程的記錄。認(rèn)真核查設(shè)計(jì)文件，若與設(shè)計(jì)文件不符，應(yīng)及時(shí)提出，以便處理。

2)對(duì)近鄰工程施工可能存在的危險(xiǎn)源、危害因素等進(jìn)行辨識(shí)、排查，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)綜合分析和評(píng)估，并制定風(fēng)險(xiǎn)控制計(jì)劃，編制實(shí)施性施工組織，制定應(yīng)急預(yù)案。

3)施工前與鐵路設(shè)備管理單位和行車組織單位分別簽訂施工安全協(xié)議書，經(jīng)審核同意后，方可施工。

4)建立健全安全保證體系，按規(guī)定設(shè)置安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)，明確安全員、防護(hù)員、爆破員、帶班人員及工班長(zhǎng)職責(zé)，所有參建人員經(jīng)鐵路局有關(guān)部門培訓(xùn)合格后方可上崗。

5)施工前及施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)積極與鐵路運(yùn)營(yíng)單位聯(lián)系、溝通與協(xié)調(diào)，加強(qiáng)對(duì)施工影響段的監(jiān)測(cè)和巡查，并與兩端車站建立通訊聯(lián)絡(luò)，以確保運(yùn)營(yíng)安全。

6)新建隧道施工應(yīng)同時(shí)對(duì)新建及既有構(gòu)筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài)評(píng)估隧道施工對(duì)既有構(gòu)筑物的影響程度。當(dāng)對(duì)既有構(gòu)筑物有較大影響時(shí)，應(yīng)采取調(diào)整施工方案、優(yōu)化施工工藝等措施。

7)施工時(shí)，應(yīng)在施工作業(yè)范圍外緣設(shè)臨時(shí)警戒線，施工期間人員和物件不得放置在線路上，均應(yīng)放置在外側(cè)，及時(shí)將施工棄渣運(yùn)出網(wǎng)外。

8)隧道出口段緊鄰既有成昆鐵路正線及牽出線，施工前須對(duì)既有成昆鐵路正線及牽出線地表排水系統(tǒng)及地上地下管道、高壓電信等進(jìn)行調(diào)查，探明現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管線并管線并制定相應(yīng)的保護(hù)措施后方可施工。

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